交流电机无速度传感器控制研究

致谢

致谢

非常感谢吴忠强教授在我大学的最后学习阶段——毕业设计阶段给自己的指导，从最初的定题，到资料收集，到撰写、修改，到论文定稿，老师给了我耐心的指导和悉心的帮助。同时，感谢所有任课老师和所有同学在这四年来给自己的指导和帮助，教会了我专业知识、如何学习和待人，我才能在各方面越来越成熟，在此向他们表示我由衷的谢意，并祝所有的老师培养出越来越多优秀的人才，桃李满天下！

学院及指导老师给我安排了《交流电机无速度传感器控制研究》这个毕业设计题目，符合了时代技术特点，而且具有良好的研究意义。学院给我们安排了严格的毕业设计完成时间表，分别为开题答辩、中期答辩及毕业总答辩3次完成，每个阶段进行毕业设计内容和进度评定，督促了我们认真做好毕业设计。

通过这整个阶段的努力，我的毕业论文《交流电机无速度传感器控制研究》终于完成，这意味着大学生活即将结束。大学四年，我在学习上和思想上都受益非浅，这除了自身的努力外，也得益于各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励。在此，我要特别感谢我的毕业设计指导老师吴忠强教授。在本论文的写作过程中，吴忠强老师倾注了大量的心血，从选题到开题报告，从写作提纲，到一次次地指出论文稿中的具体问题，严格把关，循循善诱。在做毕业设计期间，吴忠强老师对我们非常认真负责。每周定时对我们进行悉心指导，当遇到一些难以理解的问题时，老师会让我们先到图书馆查阅书籍，先自行理解并消化。查阅的书籍内容看不懂时，老师又不厌其烦为我讲解，这样理解起来就变得更容易和印象深刻。另外，我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友。感谢师兄师姐和同组同学的技术支持和热心帮助，让我能很快便掌握VISIO，MATLAB等软件的相关操作，毕业设计过程中遇到的问题逐渐得到了解决，使得整个毕业设计过程都很顺利。

毕业论文过程是再一次系统地学习的过程，毕业论文的完成，也意味着新的学习生活的开始。未来的每一步，我都将脚踏实地走下去。

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燕山大学本科生毕业设计（论文）

附录1 开题报告

燕 山 大 学

本科毕业设计（论文）开题报告

课题名称：交流电机无速度传感器控制研究 学院（系）： 里仁学院 电气工程系 年级专业： 12级自动化3班 学生姓名： *** 指导教师： *** 完成日期： 2016年3月21日

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附录1 开题报告

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 （一）本课题的依据和意义：

随着电力电子技术、计算机技术和矢量控制技术的发展，高性能的交流电机变频调速系统得到了广泛的应用。高性能的交流调速系统一般采用转子磁场定向控制、转差频率矢量控制或直接转矩控制，离不开速度的闭环控制，因而必须实时获取电机转速。通常情况下，人们利用电机同轴安装的光电码盘来实现测速。但是光电码盘在电机转轴上的安装存在同心度的问题，安装不当将影响测速的精度，并导致电机轴上的体积增大，而且给电机的维护带来一定困难，同时破坏了异步电机的简单坚固的特点。在某些恶劣环境下，速度传感器工作的精度易受环境的影响。所以速度传感器的安装、维护以及工业现场环境恶劣等方面的问题，都严重影响到交流电机调速系统的简易性和可靠性，限制了交流调速系统的应用范围。而且，精度越高的光电码盘价格也越贵，大大增加了系统的成本。特别是在中小型交流电机系统中，速度传感器的成本占据整个电机控制系统的三分之一以上，速度传感器的高成本是影响变频调速系统发展的一个重要因素。因而，利用检测的定子电压电流等容易测得的物理量进行速度估算，即对交流电机无速度传感器控制系统的研究具有重要的现实意义[1][2][3][4]。 （二）国内外研究动态：

近20 年来，这项研究受到国内外许多学者和工程技术人员的高度重视，成为了研究的热点。国外从20世纪70 年代末开始开展这方面的研究工作，目前，国外已经开发出实用的无速度传感器通用变频器产品，德国和日本在这方面技术上则遥遥领先。相对而言，国内在无速度传感器交流调速方面的研究起步较晚，在理论和实际应用方面都与国外有着较大差距。因此，开发具有完全自主知识产权的无速度传感器交流传动系统产品已成为当务之急，本文是在此背景下开展的交流电机无速度传感器控制系统的研究。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题 （一）课题研究的基本内容

1. 了解关于交流电机无速度传感器控制研究国内外研究现状及其研究背景和意义； 2. 回顾并了解交流电机的工作原理、调速理论，了解无速度传感器的控制方法，学习

并掌握交流电机的控制器、系统状态观测器的设计原理和方法；

3. 学习并掌握Matlab软件Simulink仿真模型的搭建，为后期搭建仿真模型做好知识

准备。

（二）拟解决的主要问题

1. 了解交流电机的在不同坐标系下的数学模型； 2. 了解交流电机的控制方法；

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燕山大学本科生毕业设计（论文）

3. 如何进行电机转速的估计；

4. 如何利用Matlab软件的Simulink模块进行模型仿真搭建。 三、研究步骤、方法及措施

1. 通过到学校图书馆借阅书籍，期刊，浏览学术网站等，回顾并了解交流电机的工作

原理，调速理论和数学模型的构建；

2. 学习并掌握流电机的控制器的设计、系统状态观测器的设计原理和方法； 3. 建立可靠的交流电机的数学模型，设计系统的速度观测器；

4. 针对系统出现的具体问题，设计可行的系统控制方案并不断改进，学习Matlab软

件为搭建系统模型做好准备；

5. 根据所研究的控制系统模型进行Simulink仿真调试； 6. 撰写并完善论文，准备答辩事宜。 四、研究工作进度

1. 1~4周，回顾并了解交流电机的工作原理，调速理论和数学模型的构建。学习并掌

握流电机的控制器的设计、系统状态观测器的设计原理和方法； 2. 5~8周，建立可靠的交流电机的数学模型，设计系统的速度观测器； 3. 9~12周，针对系统出现的具体问题，设计可行的系统控制方案； 4. 13~16周，根据所研究的控制系统模型进行Simulink仿真调试； 5. 17~18周，撰写并完善论文，准备答辩事宜。 五、主要参考文献 [25] [26]

冯垛生，无速度传感器矢量控制原理与实践，北京机械工业出版社，1998 F.J.Lin, R.J.Wai and P.C.Lin. Robust speed sensorless induction motor

drive. IEEE Trans. Ind. Electronics, 1999, 35(2):566-578 [27]

H.Tajima,G.Guidi and H.Umida. Consideration about problems and solutions

of speed estimation method and parameter tuning for speed-sensorless vector control of induction motor drives. IEEE Trans. Ind. Applications, 2002,38(5):1282-1289 [28]

李永东，李明才，感应电机高性能无速度传感器控制系统回顾现状与展望，电气传

动，2004(1)； 4-10 [29]

石丽梅，郭庆鼎，孙宜标。交流永磁直线伺服电机新型无传感器控制，沈阳工业大

学学报，1997 [30]

郭庆鼎, 王成元. 交流伺服系统. 北京: 机械工业出版社, 1994

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